KR101733055B1 - Solar cell module - Google Patents

Solar cell module Download PDF

Info

Publication number
KR101733055B1
KR101733055B1 KR1020100086932A KR20100086932A KR101733055B1 KR 101733055 B1 KR101733055 B1 KR 101733055B1 KR 1020100086932 A KR1020100086932 A KR 1020100086932A KR 20100086932 A KR20100086932 A KR 20100086932A KR 101733055 B1 KR101733055 B1 KR 101733055B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
emitter
antireflection film
refractive index
thickness
Prior art date
Application number
KR1020100086932A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120024179A (en
Inventor
이현호
안준용
김종대
정지원
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020100086932A priority Critical patent/KR101733055B1/en
Priority to US13/034,527 priority patent/US20120055538A1/en
Priority to EP11001871.0A priority patent/EP2426722A3/en
Priority to CN201110082362.6A priority patent/CN102386265B/en
Publication of KR20120024179A publication Critical patent/KR20120024179A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101733055B1 publication Critical patent/KR101733055B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L31/0288—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table characterised by the doping material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/03529—Shape of the potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 태양 전지에 관한 것이다. 이러한 태양 전지는 제1 도전성 타입의 결정질 반도체 기판, 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 갖고 상기 결정질 반도체 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부, 상기 에미터부 위에 위치하고 실리콘 질화물로 이루어져 있는 제1 반사 방지막, 상기 제1 반사 방지막 위에 위치하는 실리콘 산화물로 이루어져 있는 제2 반사 방지막, 상기 에미터부에 연결되어 있는 제1 전극부, 그리고 상기 기판과 연결되어 있는 제2 전극부를 포함하고, 상기 제1 반사 방지막은 2.05 내지 2.15의 굴절률과 65㎚ 내지 95㎚의 두께를 갖고, 상기 제2 반사 방지막은 1.5 내지 1.7의 굴절률과 80㎚ 내지 110㎚의 두께를 갖는다. 이로 인해, 제1 및 제2 반사 방지막에 의해 빛의 반사도가 감소하므로, 태양 전지로 입사되는 빛의 양이 증가하여 태양 전지의 효율이 향상된다.The present invention relates to a solar cell. The solar cell comprises a crystalline semiconductor substrate of a first conductivity type, an emitter section of a second conductivity type opposite to the first conductivity type and forming a pn junction with the crystalline semiconductor substrate, a silicon nitride And a second electrode part connected to the substrate, wherein the second electrode part comprises a first antireflection film, a second antireflection film made of silicon oxide and positioned on the first antireflection film, a first electrode part connected to the emitter part, The first antireflection film has a refractive index of 2.05 to 2.15 and a thickness of 65 to 95 nm, and the second antireflection film has a refractive index of 1.5 to 1.7 and a thickness of 80 to 110 nm. As a result, the reflectivity of light is reduced by the first and second anti-reflection films, so that the amount of light incident on the solar cell increases, thereby improving the efficiency of the solar cell.

Description

태양 전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}Solar cell module {SOLAR CELL MODULE}

본 발명은 태양 전지 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell module.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다.Recently, as energy resources such as oil and coal are expected to be depleted, interest in alternative energy to replace them is increasing, and solar cells that produce electric energy from solar energy are attracting attention.

일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다. Typical solar cells have a semiconductor portion that forms a p-n junction by different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes connected to semiconductor portions of different conductivity types, respectively.

이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체부에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형의 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 n형의 반도체부와 p형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결함으로써 전력을 얻는다.When light is incident on such a solar cell, a plurality of electron-hole pairs are generated in the semiconductor portion, and the generated electron-hole pairs are separated into electrons and holes which are charged by the photovoltaic effect, And the holes move toward the p-type semiconductor portion. The transferred electrons and holes are collected by different electrodes connected to the n-type semiconductor portion and the p-type semiconductor portion, respectively, and electric power is obtained by connecting these electrodes with electric wires.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양 전지의 효율을 향상시키기 위한 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to improve the efficiency of a solar cell.

본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지 모듈은 기판과 상기 기판 위에 위치하는 반사 방지부를 구비한 복수의 태양 전지, 상기 복수의 태양 전지를 에워싸고 있고, 실리콘 수지(silicon resin)로 이루어진 보호 부재, 그리고 상기 보호 부재 상부에 위치하는 투명 부재를 포함하고, 상기 반사 방지부는 상기 기판 위에 위치하고, 실리콘 질화물로 이루어지며, 2.05 내지 2.15의 굴절률을 갖는 제1 반사 방지막 그리고 상기 제1 반사 방지막 위에 위치하고, 실리콘 산화물로 이루어지며, 1.5 내지 1.7의 굴절률을 갖는 제2 반사 방지막을 포함한다. A solar cell module according to an aspect of the present invention includes a plurality of solar cells having a substrate and an antireflective portion positioned on the substrate, a protective member surrounding the plurality of solar cells and made of a silicon resin, And a transparent member disposed on the protection member, wherein the anti-reflection portion is formed on the substrate and includes a first anti-reflection film made of silicon nitride and having a refractive index of 2.05 to 2.15, And a second antireflection film having a refractive index of 1.5 to 1.7.

상기 제1 반사 방지막은 65㎚ 내지 95㎚의 두께를 갖고, 상기 제2 반사 방지막은 80㎚ 내지 110㎚의 두께를 갖는 것이 좋다. It is preferable that the first antireflection film has a thickness of 65 nm to 95 nm, and the second antireflection film has a thickness of 80 nm to 110 nm.

상기 복수의 태양 전지 각각은 상기 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부를 더 포함하고, 상기 에미터부는 불순물 도핑 두께가 서로 상이한 제1 에미터 부분과 제2 에미터 부분을 구비하는 것이 좋다. Each of the plurality of solar cells may further include an emitter portion forming a p-n junction with the substrate, and the emitter portion may include a first emitter portion and a second emitter portion having different impurity doping thicknesses from each other.

상기 복수의 태양 전지 각각은 상기 에미터부와 연결되어 있는 전극부를 더 포함하고, 상기 전극부는 상기 제1 에미터 부분과 연결되어 있고, 상기 반사 방지부는 상기 제2 에미터 부분과 연결될 수 있다.Each of the plurality of solar cells may further include an electrode portion connected to the emitter portion, the electrode portion may be connected to the first emitter portion, and the reflection preventing portion may be connected to the second emitter portion.

상기 제1 에미터 부분의 불순물 도핑 두께는 상기 제2 에미터 부분의 불순물 도핑 두께보다 큰 것이 좋다.The impurity doping thickness of the first emitter portion may be larger than the impurity doping thickness of the second emitter portion.

상기 제1 에미터 부분의 면저항값은 상기 제2 에미터 부분의 면저항값보다 작은 것이 좋다.The sheet resistance value of the first emitter portion may be smaller than the sheet resistance value of the second emitter portion.

상기 기판의 표면에서부터 상기 제1 에미터 부분과 상기 기판과의 p-n 접합면까지의 최단 거리는 상기 기판의 표면에서부터 상기 제2 에미터 부분과 상기 기판과의 p-n 접합면까지의 최단 거리보다 긴 것이 좋다. The shortest distance from the surface of the substrate to the pn junction surface of the first emitter portion and the substrate may be longer than the shortest distance from the surface of the substrate to the pn junction surface of the second emitter portion and the substrate .

상기 기판은 단결정 실리콘 기판인 것이 좋다. The substrate may be a single crystal silicon substrate.

상기 기판은 텍스처링 표면을 갖는 것이 바람직하다.The substrate preferably has a textured surface.

상기 보호 부재의 굴절률은 상기 제2 반사 방지막의 굴절률보다 작을 수 있다. The refractive index of the protective member may be smaller than the refractive index of the second antireflection film.

이러한 특징에 따르면, 복수의 태양 전지를 에워싸고 있는 보호 부재가 실리콘 수지로 이루어져 있으므로 복수의 태양 전지 내부로 입사되는 빛의 양이 증가하여 태양 전지 모듈의 향상된다. According to this aspect, since the protective member surrounding the plurality of solar cells is made of silicone resin, the amount of light incident into the plurality of solar cells increases, thereby improving the solar cell module.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 제1 및 제2 반사 방지부의 굴절률 변화와 두께 변화에 따라 빛의 파장대에 따른 빛의 반사도를 도시한 그래도이다.
도 4는 제1 및 제2 반사 방지부의 굴절률 변화와 두께 변화에 따라 빛의 파장대에 따른 내부 양자 효율을 도시한 그래도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 개략적인 분해 사시도이다.
도 6은 빛의 파장대에 따른 실리콘 수지와 에틸렌 비닐 아세테이트의 빛의 흡수 계수를 도시한 그래프이다.1 is a partial perspective view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the solar cell shown in FIG. 1 taken along line II-II.
FIG. 3 is a view showing reflectivity of light according to a wavelength range of light according to changes in refractive index and thickness of the first and second anti-reflection portions.
FIG. 4 is a diagram showing internal quantum efficiency according to a wavelength range of light according to change in refractive index and thickness of the first and second anti-reflection portions.
5 is a schematic exploded perspective view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing absorption coefficients of light of silicone resin and ethylene vinyl acetate according to the wavelength range of light.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification. When a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case directly above another portion but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle. Further, when a certain portion is formed as "whole" on another portion, it means not only that it is formed on the entire surface of the other portion but also that it is not formed on the edge portion.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 설명한다.Hereinafter, a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a partial perspective view of a solar cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the solar cell shown in FIG.

도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지(1)는 기판(110), 빛이 입사되는 기판(110)의 면인 입사면[이하, '전면(front surface)'라 함]에 위치한 에미터부(emitter region)(121), 에미터부(121) 위에 위치하는 반사 방지부(130), 에미터부(121)와 연결되어 있는 전면 전극부(140), 빛이 입사되지 않고 입사면의 반대쪽 면인 기판(110)의 면[이하, '후면(rear surface)'이라 함]에 위치하는 후면 전계(back surface field, BSF)부(BSF region)(171), 그리고 기판(110)의 후면 위에 위치하는 후면 전극부(150)를 구비한다. 1 and 2, a solar cell 1 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 110, an incident surface (hereinafter, referred to as a 'front surface') that is a surface of a substrate 110 on which light is incident, An antireflective part 130 located on the emitter part 121, a front electrode part 140 connected to the emitter part 121, A back surface field (BSF) region 171 located on a surface of the substrate 110 (hereinafter referred to as a 'rear surface') opposite to the incident surface, and a back surface field And a rear electrode unit 150 positioned on the rear surface of the rear electrode unit 110.

기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 p형 도전성 타입을 함유하고 있고 단결정 실리콘으로 이루어진 반도체 기판이다. 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑(doping)된다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 n형 도전성 타입일 수 있다. 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑될 수 있다.The substrate 110 is a semiconductor substrate of a first conductivity type, for example, a p-type conductivity type and made of monocrystalline silicon. Impurities such as boron (B), gallium, indium, and the like are doped to the substrate 110 when the substrate 110 has a p-type conductivity type. Alternatively, however, the substrate 110 may be of the n-type conductivity type. Impurities of pentavalent elements such as phosphorus (P), arsenic (As), and antimony (Sb) may be doped to the substrate 110 when the substrate 110 has an n-type conductivity type.

이러한 기판(110)의 전면은 텍스처링(texturing)되어 요철면인 텍스처링 표면(textured surface)을 갖는다. 편의상 도 1에서, 기판(110)의 가장자리 부분만 텍스처링 표면으로 도시하여 그 위에 위치하는 반사 방지부(130) 역시 그 가장자리 부분만 요철면으로 도시한다. 하지만, 실질적으로 기판(110)의 전면 전체가 텍스처링 표면을 갖고 있으며, 이로 인해 기판(110)의 전면 위에 위치한 반사 방지부(130) 역시 요철면을 갖는다. The front surface of the substrate 110 is textured to have a textured surface that is an uneven surface. For convenience, in FIG. 1, only the edge portion of the substrate 110 is shown as a textured surface, and the anti-reflection portion 130 positioned thereon is also shown as an uneven surface only at its edge portion. However, substantially the entire front surface of the substrate 110 has a textured surface, so that the antireflection portion 130 located on the front surface of the substrate 110 also has an uneven surface.

이때, 텍스처링 표면을 주로 알카리 용액(alkaline solution)을 이용하여 형성되며, 복수의 요철은 불규칙한 폭과 높이를 갖고 있다. 이때, 형성되는 각 요철의 폭과 높이는 수십 ㎛일 수 있다.At this time, the texturing surface is formed mainly using an alkaline solution, and the plurality of irregularities have irregular width and height. At this time, the width and height of each concavity and convexity formed may be several tens of 탆.

복수의 요철을 갖고 있는 텍스처링 표면에 의해, 기판(110)의 전면 쪽으로 입사되는 빛은 반사 방지부(130)와 기판(110)의 표면에 형성된 복수의 요철에 의해 복수 번의 반사 동작이 발생하면서 기판(110) 내부로 입사된다. 이로 인해, 기판(110)의 전면에서 반사되는 빛의 양이 감소하여 기판(110) 내부로 입사되는 빛의 양이 증가한다. 또한, 텍스처링 표면으로 인해, 빛이 입사되는 기판(110)과 반사 방지부(130)의 표면적이 증가하여 기판(110)으로 입사되는 빛의 양 또한 증가한다.The light incident on the front surface of the substrate 110 due to the textured surface having a plurality of concavities and convexities is reflected by the plurality of irregularities formed on the surface of the reflection preventing portion 130 and the substrate 110, (110). As a result, the amount of light reflected from the front surface of the substrate 110 decreases and the amount of light incident into the substrate 110 increases. Also, due to the textured surface, the surface area of the substrate 110 and the anti-reflection portion 130 on which the light is incident increases, and the amount of light incident on the substrate 110 also increases.

에미터부(121)는 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입의 불순물이 기판(110)에 도핑된 영역으로, 빛이 입사되는 면, 즉, 기판(110)의 전면에 위치한다. 따라서 제2 도전성 타입의 에미터부(121)는 기판(110) 중 제1 도전성 타입 부분과 p-n 접합을 이룬다.The emitter section 121 is a region doped with a second conductive type, for example, an n-type conductive type impurity opposite to the conductive type of the substrate 110, to the substrate 110, , And is located on the front surface of the substrate 110. Thus, the emitter portion 121 of the second conductivity type forms a p-n junction with the first conductive type portion of the substrate 110.

이러한 에미터부(121)는 서로 다른 불순물 도핑 두께(즉, 불순물 도핑 농도)를 갖는 제1 에미터 부분(1211)과 제2 에미터 부분(1222)을 구비한다.The emitter section 121 has a first emitter section 1211 and a second emitter section 1222 having different impurity doping thicknesses (i.e., an impurity doping concentration).

본 실시예에서, 제1 에미터 부분(1211)의 불순물 도핑 두께는 제2 에미터 부분(1212)의 불순물 도핑 두께보다 커, 제1 에미터 부분(1211)의 불순물 도핑 농도는 제2 에미터 부분(1212)의 불순물 도핑 농도보다 크다. 예를 들어, 제1 에미터 부분(1211)은 기판(110)의 표면으로부터 약 400㎚ 내지 700㎚의 두께를 가질 수 있고, 제2 에미터 부분(1211)은 기판(110)의 표면으로부터 약 200㎚ 내지 500㎚의 두께를 가질 수 있다. In this embodiment, the impurity doping thickness of the first emitter section 1211 is greater than the impurity doping thickness of the second emitter section 1212, and the impurity doping concentration of the first emitter section 1211 is larger than the impurity doping thickness of the second emitter section 1212. [ Is greater than the impurity doping concentration of the portion 1212. For example, the first emitter portion 1211 may have a thickness of about 400 nm to 700 nm from the surface of the substrate 110, and the second emitter portion 1211 may have a thickness of about < RTI ID = And may have a thickness of 200 nm to 500 nm.

이처럼, 제1 및 제2 에미터 부분(1211, 1212)의 불순물 도핑 두께가 서로 상이하므로, 기판(110)의 표면에서부터 제1 에미터 부분(1211)과 상기 기판(110)과의 p-n 접합면(제1 접합면)까지의 거리와 기판(110)의 표면에서부터 제2 에미터 부분(1212)과 기판(110)과의 접합면(제2 접합면)까지의 거리는 서로 상이하다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 기판(110)의 표면에서부터 제1 접합면까지의 최단 거리(d1)는 기판(110)의 표면에서부터 제2 접합면까지의 최단 거리(d2)보다 길다.Since the impurity doping thicknesses of the first and second emitter portions 1211 and 1212 are different from each other, the pn junction surface between the first emitter portion 1211 and the substrate 110 from the surface of the substrate 110, (First bonding surface) and the distance from the surface of the substrate 110 to the bonding surface (second bonding surface) of the second emitter portion 1212 and the substrate 110 are different from each other. 1 and 2, the shortest distance d1 from the surface of the substrate 110 to the first bonding surface is shorter than the shortest distance d2 from the surface of the substrate 110 to the second bonding surface long.

또한, 기판(110) 내에서 제1 접합면과 제2 접합면은 동일선 상에 위치하여, 기판(110)의 후면에서부터 제1 접합면까지의 제1 최단 거리와 기판(110)의 후면에서부터 제2 접합면까지의 제2 최단 거리는 동일하다. 이때, 기판(110)의 텍스처링 표면의 각 요철의 높이 차이로 인한 오차 범위 내에서 제1 최단 거리와 제2 최단 거리는 동일하다.In the substrate 110, the first bonding surface and the second bonding surface are located on the same line, and the first shortest distance from the rear surface of the substrate 110 to the first bonding surface and the first shortest distance from the rear surface of the substrate 110 The second shortest distance to the joining surface is the same. At this time, the first shortest distance and the second shortest distance are the same within the error range due to the height difference of the concavities and convexities of the textured surface of the substrate 110.

또한, 제1 및 제2 에미터 부분(1211, 1212)의 불순물 도핑 두께 차이로 인해, 제1 및 제2 에미터 부분(1211, 1212)의 면저항값(sheet resistance) 역시 서로 상이하다. 일반적으로 면저항값은 불순물 도핑 두께에 반비례하므로, 불순물 도핑 두께가 두꺼운 제1 에미터 부분(1211)의 면저항값이 제2 에미터 부분(1222)의 면저항값보다 적다. 예를 들어, 제1 에미터 부분(1211)의 면 저항값은 약 30Ω/sq. 내지 70Ω/sq.이고, 제2 에미터 부분(1212)의 면 저항값은 약 80Ω/sq. 내지 150Ω/sq.일 수 있다. Also, the sheet resistance of the first and second emitter portions 1211 and 1212 is also different due to the difference in the dopant doping thickness of the first and second emitter portions 1211 and 1212. In general, the sheet resistance value is inversely proportional to the impurity doping thickness, so that the sheet resistance value of the first emitter section 1211 having a thick impurity doping thickness is smaller than the sheet resistance value of the second emitter section 1222. For example, the surface resistance value of the first emitter portion 1211 is about 30? / Sq. And the surface resistance value of the second emitter portion 1212 is about 80? / Sq. To 150 < RTI ID = 0.0 > OMEGA / sq.

이때, 에미터부(121)의 면저항값을 p-n 접합 부분에서의 전류 손실량과 전면 전극부(140)과의 접촉 저항 등을 고려하여 정해질 수 있다. At this time, the sheet resistance value of the emitter section 121 can be determined in consideration of the amount of current loss at the p-n junction and the contact resistance between the front electrode section 140 and the like.

이때, 기판(110)으로의 불순물 확산에 의해 에미터부(121)가 형성되므로 기판(110)과 에미터부(121)의 접합면은 평탄면이 아니라 기판(110)의 텍스처링 표면 형상에 영향을 받아 요철면을 갖는다.At this time, since the emitter layer 121 is formed by diffusion of impurities into the substrate 110, the bonding surface between the substrate 110 and the emitter layer 121 is not affected by the flat surface but by the textured surface shape of the substrate 110 And has an uneven surface.

기판(110)과 에미터부(121)와의 p-n 접합에 인한 내부 전위차(built-in potential difference)에 의해, 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 기판(110)이 p형이고 에미터부(121)가 n형일 경우, 분리된 정공은 기판(110) 후면 쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터부(121) 쪽으로 이동한다.The electron-hole pairs generated by the light incident on the substrate 110 due to the built-in potential difference due to the pn junction between the substrate 110 and the emitter section 121 become electrons and holes The electrons are separated toward the n-type and the holes are moved toward the p-type. Therefore, when the substrate 110 is p-type and the emitter section 121 is n-type, the separated holes move toward the back surface of the substrate 110, and the separated electrons move toward the emitter section 121.

에미터부(121)는 기판(110), 즉, 기판(110)의 제1 도전성 부분과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 p형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 기판(110) 후면 쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(121)쪽으로 이동한다.The emitter section 121 forms a pn junction with the first conductive section of the substrate 110, that is, the substrate 110. Thus, unlike the present embodiment, when the substrate 110 has the n-type conductivity type, The terminal portion 121 has a p-type conductivity type. In this case, the separated electrons move toward the back surface of the substrate 110, and the separated holes move toward the emitter 121.

에미터부(121)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 반대로 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 3가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.When the emitter section 121 has an n-type conductivity type, the emitter section 121 can be formed by doping an impurity of a pentavalent element into the substrate 110. Conversely, when the emitter section 121 has a p-type conductivity type, May be formed by doping an impurity of the element into the substrate 110. [

반사 방지부(130)는 에미터부(121) 위에 위치한 제1 반사 방지막(131)과 제1 반사 방지막(131) 위에 위치하는 제2 반사 방지막(132)을 구비한다. 이때, 제1 및 제2 반사 방지막(131, 132)은 제1 에미터 부분(1211)의 일부 위에도 위치하지만 주로 제2 에미터 부분(1212) 위에 위치한다. The antireflection unit 130 includes a first antireflection film 131 located on the emitter 121 and a second antireflection film 132 located on the first antireflection film 131. At this time, the first and second anti-reflection films 131 and 132 are also located on a part of the first emitter part 1211, but mainly on the second emitter part 1212.

본 실시예에서, 제1 반사 방지막(131)은 실리콘 질화물(SiNx:H)로 이루어져 있고, 제2 반사 방지막(132)는 실리콘 산화물(SiOx:H)로 이루어져 있다. In this embodiment, the first anti-reflection film 131 is made of silicon nitride (SiNx: H), and the second anti-reflection film 132 is made of silicon oxide (SiOx: H).

제1 반사 방지막(131)은 기판(110)의 표면 및 그 근처에 존재하는 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 결함(defect)을 안정한 결합으로 바꾸어 결함에 의해 기판(110)의 표면 쪽으로 이동한 전하가 소멸되는 것을 감소시키는 페시베이션 기능(passivation function)을 주로 수행하여 결함에 의해 기판(110)의 표면에서 손실되는 전하의 양을 감소시킨다. The first antireflection film 131 is formed by moving a defect such as a dangling bond existing on the surface of the substrate 110 and its vicinity to a stable bond and moving toward the surface of the substrate 110 by a defect A passivation function is mainly performed to reduce the amount of charge lost to reduce the amount of charge lost on the surface of the substrate 110 due to the defect.

제2 반사 방지막(132)은 빛의 반사 방지 기능을 주로 실행하고, 또한, 하부에 위치하는 제1 반사 방지막(131)에 함유된 수소(H)가 상부 쪽으로 이동하는 것을 방해하고, 또한, 실리콘 산화물(SiOx:H)에 함유된 수소 역시 패시베이션 기능에 기여하므로, 패시베이션 효율을 더욱 향상시킨다. The second antireflection film 132 mainly performs the antireflection function of the light and prevents the hydrogen H contained in the first antireflection film 131 located below from moving upward, The hydrogen contained in the oxide (SiOx: H) also contributes to the passivation function, thereby further improving the passivation efficiency.

이때, 기판(110)의 텍스처링 표면 위에 위치하는 제1 및 제2 반사 방지막(131, 132) 역시 기판(110)과 유사하게 복수의 요철을 구비한 텍스처링 표면을 갖게 된다. 제1 및 제2 반사 방지막(131, 132)이 기판(110) 위에 순차적으로 위치하므로, 제1 및 제2 반사 방지막(131. 132)에 형성된 각 요철의 폭과 높이는 기판(110)에 형성된 각 요철의 폭과 높이와 거의 유사하거나 더 큰 값을 갖는다. At this time, the first and second anti-reflection films 131 and 132 located on the texturing surface of the substrate 110 also have a textured surface having a plurality of irregularities similar to the substrate 110. Since the first and second antireflection films 131 and 132 are sequentially positioned on the substrate 110, the width and height of the concave and the protrusion formed on the first and second antireflection films 131 and 132 are different from each other, And has a value substantially equal to or greater than the width and height of the unevenness.

이미 설명한 것처럼, 기판(110)에 형성된 각 요철의 폭과 높이가 수십 ㎛이므로, 제1 및 제2 반사 방지막(131, 132)의 각 요철 역시 수십 ㎛ 또는 그 이상이므로, 외부로부터 제2 및 제1 반사 방지막(132, 131)으로 입사되는 빛은 제2 및 제1 반사 방지막(132, 131)에 형성된 복수의 요철에 의해 반사되어 복수의 반사 동작이 행해지며 기판(110) 내부로 입사된다. Since the width and height of the concavities and convexities formed on the substrate 110 are several tens of micrometers, the concavities and convexities of the first and second anti-reflective films 131 and 132 are also several tens micrometers or more, The light incident on the first and second antireflection films 132 and 131 is reflected by the plurality of concaves and convexities formed on the second and first antireflection films 132 and 131 to be reflected.

이미 설명한 것처럼, 제2 반사 방지막(132)은 실리콘 산화물(SiOx:H)로 이루어져 있어 제2 반사 방지막(132)에 빛이 부딪혀 반사되어도 제2 반사 방지막(132) 내부로 흡수되지 않는다. 하지만, 제1 반사 방지막(131)은 실리콘 질화물로 이루어져 있어 빛이 실리콘 질화물에 부딪칠 때마다 제1 반사 방지막(131)으로 흡수된다.The second antireflection film 132 is made of silicon oxide (SiOx: H) and is not absorbed into the second antireflection film 132 even if the second antireflection film 132 is reflected by the light. However, the first antireflection film 131 is made of silicon nitride and is absorbed into the first antireflection film 131 whenever light hits the silicon nitride film.

따라서, 위에서 기재한 것처럼 기판(110)의 전면으로 입사한 빛이 텍스처링 표면에 의해 실리콘 질화막인 제1 반사 방지막(131)에 복수 번 부딪쳐 복수 번의 반사 동작이 이루어진 후 기판(110) 내부로 입사되면, 제1 반사 방지막(131)의 요철면에 빛이 부딪칠 때마다 제1 반사 방지막(131) 내부로 흡수되어 기판(110) 내부로 입사되는 빛의 양이 감소한다. Therefore, when the light incident on the front surface of the substrate 110 is incident on the first anti-reflective film 131, which is a silicon nitride film, by the texturing surface a plurality of times, The amount of light absorbed into the first antireflection film 131 and introduced into the substrate 110 is reduced each time light hits the uneven surface of the first antireflection film 131.

따라서, 제2 반사 방지막(132)의 굴절률과 두께는 빛의 반사를 최소화하는 값으로 정해지고, 제1 반사 방지막(131)의 굴절률과 두께는 복수의 반사 동작 시 발생하는 빛의 흡수량을 최소화하는 값으로 정해진다.Therefore, the refractive index and thickness of the second anti-reflection film 132 are set to values that minimize reflection of light, and the refractive index and thickness of the first anti-reflection film 131 minimize the amount of absorption of light generated during a plurality of reflection operations Lt; / RTI >

일반적으로 막에서 빛의 흡수 동작에 영향을 미치는 매개변수(parameter)는 굴절률과 두께이고, 이중에서 굴절률의 영향이 약 70%이고 두께의 영향이 약 30%이므로 두께 변화량에 따른 반사도 변화량보다 굴절률 변화량에 따른 반사도 변화량이 크기 때문에, 제1 및 제2 반사 방지막(131, 132)의 역할에 맞는 최적의 굴절률을 정한 후, 제1 미 제2 반사 방지막(131, 132)의 두께를 변화시켜 최적의 두께를 정한다. In general, the parameters affecting the absorption behavior of light in the film are the refractive index and the thickness, and the influence of the refractive index is about 70% and the influence of the thickness is about 30%. Therefore, the refractive index variation It is possible to change the thickness of the first and second antireflection films 131 and 132 to determine the optimal refractive index for the first and second antireflection films 131 and 132. [ Determine the thickness.

본 실시예에서, 제1 반사 방지막(131)은 약 2.05 내지 2.15의 굴절률을 갖고 있고 약 65㎚ 내지 95㎚의 두께를 갖고 있으며, 제2 반사 방지막(132)는 약 1,5 내지 1.7의 굴절률을 갖고 있고 약 80㎚ 내지 110㎚의 두께를 갖고 있다.In this embodiment, the first antireflection film 131 has a refractive index of about 2.05 to 2.15, has a thickness of about 65 nm to 95 nm, and the second antireflection film 132 has a refractive index of about 1.5 to 1.7 And has a thickness of about 80 nm to 110 nm.

따라서 본 실시예에서, 반사 방지부(130)의 총 두께는 약 145㎚ 내지 약 205㎚의 두께를 갖고, 제2 반사 방지막(132)의 굴절률은 제1 반사 방지막(131)의 굴절률보다 작은 값을 갖는다. Therefore, in this embodiment, the total thickness of the antireflection portion 130 has a thickness of about 145 nm to about 205 nm, and the refractive index of the second antireflection film 132 is less than the refractive index of the first antireflection film 131 Respectively.

제1 반사 방지막(131)의 굴절률이 최대값(약 2.15)을 넘어설 경우, 제1 반사 방지막(131) 자체에서 흡수되는 빛의 양이 좀더 증가하고, 제1 반사 방지막(131)의 굴절률이 최소값(약 2.05)에 도달하지 못할 경우, 제1 반사 방지막(131)의 빛의 반사도가 좀더 증가한다.When the refractive index of the first antireflection film 131 exceeds the maximum value (about 2.15), the amount of light absorbed by the first antireflection film 131 itself increases more and the refractive index of the first antireflection film 131 increases When the minimum value (about 2.05) can not be reached, the reflectivity of light of the first anti-reflection film 131 is further increased.

제1 반사 방지막(131)의 두께 역시 설정 범위를 벗어나면 빛의 반사도가 증가한다.When the thickness of the first antireflection film 131 also deviates from the set range, the reflectivity of light increases.

또한 제2 반사 방지막(132)의 두께가 최소값에 도달하지 못할 경우, 빛의 반사도가 좀더 증가하고, 제2 반사 방지막(132)의 두께가 최대값을 넘어설 경우, 태양 전지(1)의 제조 공정 시 전면 전극부(140)과 에미터부(121) 간의 연결 동작에 악영향을 미쳐, 전면 전극부(140)와 에미터부(121) 간의 안정적인 접촉 동작을 방해할 수 있다. When the thickness of the second antireflection film 132 does not reach the minimum value, the reflectivity of the light further increases, and when the thickness of the second antireflection film 132 exceeds the maximum value, the manufacture of the solar cell 1 The connection operation between the front electrode unit 140 and the emitter unit 121 may be adversely affected during the process so that stable contact between the front electrode unit 140 and the emitter unit 121 may be hindered.

또한 이미 설명한 것처럼, 본 실시예의 에미터부(121)는 서로 다른 면저항값을 갖는 제1 및 제2 에미터 부분(1211, 1212)을 구비한 선택적 에미터 구조(selective emitter structure)를 갖고 있고, 반사 방지부(130)는 주로 높은 면저항값을 갖는 제2 에미터 부분(1212)에 위치한다. 이때, 제2 에미터 부분(1212)의 면저항값은 일반적 에미터 구조, 즉, 위치에 무관하게 일정한 면저항값을 갖고 있는 에미터 구조의 면저항값(약 50Ω/sq. 내지 70Ω/sq.)보다 높은 값을 갖는다. Also, as already described, the emitter section 121 of the present embodiment has a selective emitter structure with first and second emitter sections 1211 and 1212 having different sheet resistance values, The prevention portion 130 is located in the second emitter portion 1212, which mainly has a high sheet resistance value. At this time, the sheet resistance value of the second emitter portion 1212 is set to be higher than that of a general emitter structure, that is, a sheet resistance value (about 50 Ω / sq. To 70 Ω / sq.) Of the emitter structure having a constant sheet resistance value regardless of the position And has a high value.

이러한 선택적 에미터 구조를 얻기 위해, 에치백(etch back) 공정을 이용할수 있다. 예를 들어, 기판(110) 내부에 인(P)이나 붕소(B)와 같은 n형 또는 p형의 불순물을 기판(110) 내부로 확산시켜 에미터층을 형성한 후, 에미터층의 일부를 에치백으로 제거하여 위치에 따라 면저항값(불순물 도핑 두께)이 상이한 제1 에미터부(1211)와 제2 에미터부(1212)를 형성할 수 있다. To obtain this selective emitter structure, an etch back process can be used. For example, an n-type or p-type impurity such as phosphorus (P) or boron (B) such as phosphorus (B) is diffused in the substrate 110 into the substrate 110 to form an emitter layer, The first emitter layer 1211 and the second emitter layer 1212 having different sheet resistance values (impurity doping thickness) may be formed depending on the position.

이 경우, 기판(110)의 표면으로 갈수록 불순물 도핑 농도가 증가하므로, 비활성 불순물의 농도 역시 기판(110)의 표면 쪽으로 갈수록 증가한다. 따라서 기판(110)의 표면 및 그 근처에 이러한 비활성 불순물들이 모여 있고, 이들 비활성 불순물들은 기판(110)의 표면 및 그 근처에서 데드 영역(dead layer)을 형성한다. 이러한 데드 영역에 존재하는 비활성 불순물에 의해 전하의 손실이 발생한다. 이때, 기판(110) 내부로 확산된 불순물이 정상적으로 기판(110)의 물질, 예를 들어, 실리콘(Si)과 결합하지 못한(용해되지 않는) 불순물을 비활성 불순물이라 한다. In this case, since the impurity doping concentration increases toward the surface of the substrate 110, the concentration of the inactive impurity also increases toward the surface of the substrate 110. Thus, these inactive impurities are gathered at and near the surface of the substrate 110, and these inactive impurities form a dead layer at and near the surface of the substrate 110. Charge loss occurs due to the inactive impurities present in the dead region. At this time, an impurity diffused into the substrate 110 normally does not bond (dissolves) to the material of the substrate 110, for example, silicon (Si), is referred to as an inert impurity.

하지만 본 실시예의 경우 선택적 에미터 구조를 형성할 때, 데드 영역의 적어도 일부가 에치백 공정 시에 제거된다. 이처럼, 데드 영역이 제거됨에 따라, 데드 영역에 위치한 불술물들로 인한 전하의 재결합율이 크게 감소하고 또한 데드 영역의 적어도 일부가 제거된 기판(110) 위에 제1 반사 방지막(131)이 위치하므로, 제1 반사 방지막(131)에 의한 패시베이션 효과는 더욱 향상된다. However, in the case of this embodiment, at the time of forming the selective emitter structure, at least a part of the dead region is removed in the etch-back process. Thus, as the dead region is removed, the recombination rate of charges due to the charges located in the dead region is greatly reduced and the first anti-reflection film 131 is located on the substrate 110 from which at least a part of the dead region is removed. The passivation effect by the first antireflection film 131 is further improved.

반면, 위치에 따라 일정한 면저항값과 불순물 도핑 두께를 갖는 일반적인 에미터 구조를 태양 전지에서, 에미터부 위에 바로 위에 패시베이션 기능을 수행하는 막과 그 위에 반사 방지 기능을 수행하는 막을 위치시킨 이중 반사 방지 구조를 가질 경우, 에미터부에 존재하는 데드 영역에 의한 전하의 재결합율에 의해 원하는 만큼의 패시베이션 효과를 얻지 못할 뿐만 아니라 이중 반사 방지 구조로 인한 막 두께의 증가로 인해 기판(110) 내부로 입사되는 빛의 손실량이 오히려 증가하여, 태양 전지의 효율은 감소한다. On the other hand, a general emitter structure having a constant sheet resistance value and an impurity doping thickness depending on the position is formed in a solar cell, a double reflection preventing structure in which a film for performing a passivation function and a film for performing an anti- The desired passivation effect can not be obtained due to the recombination rate of the charge due to the dead region existing in the emitter portion and the light incident into the substrate 110 due to the increase of the film thickness due to the double antireflection structure The efficiency of the solar cell is reduced.

하지만, 이미 설명한 것처럼, 선택적 에미터 구조를 갖는 본 실시예의 경우, 데드 영역의 적어도 일부가 제거된 제2 에미터 부분(1212) 위에 패시베이션 기능을 수행하는 제1 반사 방지막(131)이 위치하므로 패시베이션 효과가 크게 향상되어, 제1 및 제2 반사 방지막(131, 132)의 이중 반사 방지 구조로 인한 두께 증가의 악영향에도 불구하고 태양 전지(1)의 효율은 크게 향상된다.However, as described above, in this embodiment having the selective emitter structure, since the first antireflection film 131 performing the passivation function is disposed on the second emitter part 1212 from which at least a part of the dead area is removed, The efficiency is greatly improved and the efficiency of the solar cell 1 is greatly improved despite the adverse effect of the thickness increase due to the double antireflection structure of the first and second antireflection films 131 and 132.

또한 본 실시예의 경우, 제2 반사 방지막(132)의 굴절률이 1.5 내지 1.7의 범위를 갖기 때문에, 공기(air)에서부터 기판(110)쪽으로의 굴절률이 순차적으로 변한다. 즉, 공기의 굴절률은 약 1이고, 실리콘(Si)으로 이루어진 기판(110)의 굴절률은 약 3.5인데, 제1 및 제2 반사 방지막(131, 132)은 "1"과 "3.5" 사이의 값을 갖는 것이 좋다. 따라서, 이미 설명한 것처럼, 제1 반사 방지막(131)은 2.05 내지 2.15의 굴절률을 갖고 있다. Also, in this embodiment, since the refractive index of the second antireflection film 132 is in the range of 1.5 to 1.7, the refractive index from the air to the substrate 110 sequentially changes. That is, the refractive index of air is about 1 and the refractive index of the substrate 110 made of silicon (Si) is about 3.5. The first and second anti-reflection films 131 and 132 have a value between "1" . Therefore, as described above, the first antireflection film 131 has a refractive index of 2.05 to 2.15.

일반적으로 복수의 태양 전지(1)를 이용하여 태양 전지 모듈을 형성할 때, 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 태양 전지(1)를 수분이나 외부 충격으로부터 보호하기 위해, 복수의 태양 전지(1)는 실리콘 수지(silicon resin)로 이루어지는 보호 부재로 에워싸여져 있다. 이때, 보호 부재는 대략 1.45의 굴절률을 가질 수 있다.In general, when a plurality of solar cells 1 are used to form a solar cell module, a plurality of solar cells 1 electrically connected in series or in parallel are protected from moisture and external impact, Is surrounded by a protective member made of a silicone resin. At this time, the protective member may have a refractive index of approximately 1.45.

따라서, 공기(air)에서부터 기판(110)쪽으로의 굴절률이 순차적으로 변할 수 있도록 제2 반사 방지막(132)의 굴절률은 서로 연결된 복수의 태양 전지(1)의 입사면 위에 위치하는 보호 물질의 굴절률보다 크고 제1 반사 방지막(131)의 굴절률보다 작은 값을 갖고 있고, 예를 들어, 이미 설명한 것처럼, 제2 반사 방지막(132)의 굴절률은 1.5 내지 1.7의 값을 갖는다.The index of refraction of the second antireflection film 132 may be greater than the refractive index of the protective material located on the incident surface of the plurality of solar cells 1 connected to each other so that the refractive index of the second antireflection film 132 may change sequentially from air to the substrate 110. [ And the refractive index of the second antireflection film 132 has a value of 1.5 to 1.7, for example, as described above.

이로 인해, 굴절률의 변화는 공기→ 보호 부재→ 제2 반사 방지막(132)→ 제1 반사 방지막(131)→ 기판(110)의 순서로 증가하므로, 반사 방지 효과는 더욱 향상된다.As a result, the change in the refractive index increases in the order of air → protective member → second anti-reflection film 132 → first anti-reflection film 131 → substrate 110, so that the anti-reflection effect is further improved.

전면 전극부(140)는 복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면 전극(141)과 연결되어 있는 복수의 전면 버스바(142)를 구비한다.The front electrode unit 140 includes a plurality of front electrodes 141 and a plurality of front bus bars 142 connected to the plurality of front electrodes 141.

복수의 전면 전극(141)은 에미터부(121)의 제1 에미터 부분(1211)과 전기적·물리적으로 연결되어 있고, 서로 이격되어 정해진 방향으로 나란히 뻗어있다. 복수의 전면 전극(141)은 에미터부(121)쪽으로 이동한 전하, 예를 들면, 전자를 수집한다.A plurality of front electrodes 141 are electrically and physically connected to the first emitter section 1211 of the emitter section 121 and are spaced apart from each other and extend in a predetermined direction. The plurality of front electrodes 141 collects charges, for example, electrons, which have migrated toward the emitter section 121.

복수의 전면 버스바(142)는 에미터부(121)의 제1 에미터 부분(1211)과 전기적·물리적으로 연결되어 있고 복수의 전면 전극(141)과 교차하는 방향으로 나란하게 뻗어 있다.A plurality of front bus bars 142 are electrically and physically connected to the first emitter section 1211 of the emitter section 121 and extend in a direction crossing the plurality of front electrodes 141.

이때, 복수의 전면 버스바(142)는 복수의 전면 전극(141)과 동일 층에 위치하여 각 전면 전극(141)과 교차하는 지점에서 해당 전면 전극(141)과 전기적·물리적으로 연결되어 있다. The plurality of front bus bars 142 are located on the same layer as the plurality of front electrodes 141 and are electrically and physically connected to the front electrodes 141 at the intersections of the front electrodes 141.

따라서, 도 1에 도시한 것처럼, 복수의 전면 전극(141)은 가로 또는 세로 방향으로 뻗어 있는 스트라이프(stripe) 형상을 갖고, 복수의 전면 버스바(142)는 세로 또는 가로 방향으로 뻗어 있는 스트라이프 형상을 갖고 있어, 전면 전극부(140)는 기판(110)의 전면에 격자 형태로 위치한다.1, the plurality of front electrodes 141 has a stripe shape extending in the horizontal or vertical direction, and the plurality of front bus bars 142 have stripe shapes extending in the vertical or horizontal direction And the front electrode unit 140 is disposed on the front surface of the substrate 110 in a lattice form.

복수의 전면 버스바(142)는 접촉된 에미터부(121)의 부분으로부터 이동하는 전하뿐만 아니라 복수의 전면 전극(141)에 의해 수집되어 이동하는 전하를 수집한다. The plurality of front bus bars 142 collect the charge moving from the portion of the emitter portion 121 that is contacted as well as the charge collected and moved by the plurality of front electrodes 141.

각 전면 버스바(142)는 교차하는 복수의 전면 전극(141)에 의해 수집된 전하를 모아서 원하는 방향으로 이동시켜야 되므로, 각 전면 버스바(142)의 폭은 각 전면 전극(141)의 폭보다 크다.The width of each front bus bar 142 must be greater than the width of each front electrode 141 so that the width of each front bus bar 142 is smaller than the width of each front electrode 141. [ Big.

또한, 제2 에미터 부분(1212)의 두께가 얇아짐에 따라, 기판(110)과의 p-n 접합면 위치가 기판(110)의 표면 쪽으로 이동한다. 즉, 기판(110)의 표면에서부터 p-n 접합면의 수직 거리가 감소하여 전면 전극부(140)와 p-n 접합면과의 간격이 줄어든다. 이로 인해, 전면 전극부(140)로 이동하는 전하의 이동 거리가 줄어들어, 전면 전극부(140)의 전하 수집율이 향상되어, 태양 전지(1)의 효율이 향상된다.Further, as the thickness of the second emitter portion 1212 becomes thinner, the position of the p-n junction plane with the substrate 110 moves toward the surface of the substrate 110. [ That is, the vertical distance of the p-n junction from the surface of the substrate 110 is reduced, and the distance between the front electrode unit 140 and the p-n junction is reduced. Accordingly, the distance of movement of the charge moving to the front electrode unit 140 is reduced, and the charge collection rate of the front electrode unit 140 is improved, thereby improving the efficiency of the solar cell 1.

또한 인접한 전면 전극부(140)로의 전하 이동이 주로 행해지는 제2 에미터 부분(1212)은 낮은 불순물 도핑 농도를 갖고 있어 전하의 이동도가 향상되고, 전면 전극부(140)와 접촉하여 전하를 출력하는 제1 에미터 부분(1211)은 높은 불순물 도핑 농도로 인한 높은 전도도와 낮은 저항값을 갖고 있다. 따라서 제1 에미터 부분(1211)에서 전면 전극(140)으로의 전하 전송율이 향상되어 태양 전지(1)의 효율이 증가한다.In addition, the second emitter portion 1212, in which charge transfer to the adjacent front electrode portion 140 is mainly performed, has a low impurity doping concentration, the mobility of charge is improved, and the contact with the front electrode portion 140 increases the charge The outputting first emitter portion 1211 has high conductivity and low resistance due to high impurity doping concentration. Therefore, the charge transfer rate from the first emitter portion 1211 to the front electrode 140 is improved, thereby increasing the efficiency of the solar cell 1.

복수의 전면 버스바(142)는 외부 장치와 연결되어 수집된 전하(예, 전자)를 외부 장치로 출력된다. A plurality of front bus bars 142 are connected to an external device to output collected electric charges (e.g., electrons) to an external device.

본 실시예에서, 제1 반사 방지막(131)이 양의 고정 전하(positive fixed charge)의 특성을 갖고 있는 실리콘 질화물(SiNx)으로 이루어져 있으므로, 기판(110)이 p형 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)으로부터 전면 전극부(140)로의 전하 전송 효율이 향상된다. 즉, 제1 반사 방지막(131)이 양 전하의 특성을 띄게 되므로, 양 전하인 정공의 이동을 방해한다. 따라서, 제1 반사 방지막(131)은 자신이 위치한 기판(110)의 전면 쪽으로 정공이 이동하는 것을 방해하는 반면, 자신과 반대로 음 전하 특성을 갖는 전자를 기판(110)의 전면 쪽으로, 즉, 제1 반사 방지막(131)쪽으로 끌어 당긴다. 따라서 기판(110)으로부터 전면 전극부(140)으로 전하(예, 전자)의 전송 효율이 향상되어 전면 전극부(140)에서 출력되는 전하(전자)의 양은 증가한다.In this embodiment, since the first anti-reflection film 131 is made of silicon nitride (SiNx) having positive positive charge characteristics, when the substrate 110 has a p-type conductivity type, The charge transfer efficiency from the first electrode 110 to the front electrode portion 140 is improved. That is, since the first antireflection film 131 has a characteristic of positive electric charge, it prevents the movement of positive electric charges. Therefore, the first anti-reflection film 131 prevents the holes from moving toward the front surface of the substrate 110 on which the first anti-reflective film 131 is located, while oppositely electrons having negative charge characteristics are applied toward the front surface of the substrate 110, 1 antireflection film 131 as shown in FIG. Therefore, the transfer efficiency of charge (eg, electrons) from the substrate 110 to the front electrode unit 140 is improved, so that the amount of charges (electrons) output from the front electrode unit 140 increases.

복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면 버스바(142)를 구비한 전면 전극부(140)는 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있다. The front electrode part 140 having the plurality of front electrodes 141 and the plurality of front bus bars 142 is made of at least one conductive material such as silver (Ag).

도 1에서, 기판(110)에 위치하는 전면 전극(141)과 전면 버스바(142)의 개수는 한 예에 불과하고, 경우에 따라 변경 가능하다.In FIG. 1, the number of the front electrode 141 and the front bus bar 142 located on the substrate 110 is only an example, and may be changed depending on the case.

후면 전계부(172)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, P+ 영역이다. The rear electric field 172 is a region in which impurities of the same conductivity type as that of the substrate 110 are doped at a higher concentration than the substrate 110, for example, a P + region.

이러한 기판(110)의 제1 도전성 영역과 후면 전계부(172)간의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되고, 이로 인해, 정공의 이동 방향인 후면 전계부(172) 쪽으로 전자 이동을 방해하는 반면, 후면 전계부(172) 쪽으로의 정공 이동을 용이하게 한다. 따라서, 기판(110)의 후면 및 그 부근에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 원하는 전하(예, 정공)자 이동을 가속화시켜 후면 전극부(150)로의 전하 이동량을 증가시킨다.A potential barrier is formed due to the difference in impurity concentration between the first conductive region and the rear conductive portion 172 of the substrate 110, thereby hindering the electron movement toward the rear conductive portion 172, which is the direction of the movement of the holes Thereby facilitating hole transport toward the rear electric field 172. Accordingly, the amount of charges lost due to the recombination of electrons and holes at the back surface and the vicinity of the substrate 110 is reduced, and the amount of charge transfer to the rear electrode unit 150 is increased by accelerating the desired charge (e.g., hole) .

후면 전극부(150)는 후면 전극(151)과 후면 전극(151)과 연결되어 있는 복수의 후면 버스바(152)를 구비한다.The rear electrode unit 150 includes a plurality of rear bus bars 152 connected to the rear electrode 151 and the rear electrode 151.

후면 전극(151)은 기판(110)의 후면에 위치한 후면 전계부(172)와 접촉하고 있고, 기판(110)의 후면 가장 자리와 후면 버스바(152)가 위치한 부분을 제외하면 실질적으로 기판(110)의 후면 전체에 위치한다.The rear electrode 151 is in contact with the rear electric part 172 located on the rear side of the substrate 110 and substantially contacts the back side electrode part 172 of the substrate 110 except for the rear edge of the substrate 110 and the part where the rear bus bar 152 is located. 110).

후면 전극(151)은 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질을 함유하고 있다. The rear electrode 151 contains a conductive material such as aluminum (Al).

이러한 후면 전극(151)은 후면 전계부(172)쪽으로부터 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집한다.This rear electrode 151 collects charge, for example, holes, moving from the rear electric field 172 side.

이때, 후면 전극(151)이 기판(110)보다 높은 불순물 농도로 유지하는 후면 전계부(172)와 접촉하고 있으므로, 기판(110), 즉 후면 전계부(172)와 후면 전극(151) 간의 접촉 저항이 감소하여 기판(110)으로부터 후면 전극(151)으로의 전하 전송 효율이 향상된다.The back electrode 151 is in contact with the rear electric field portion 172 which maintains the impurity concentration higher than that of the substrate 110 so that the contact between the substrate 110 and the rear electric field portion 172 and the rear electrode 151 The resistance is reduced and the charge transfer efficiency from the substrate 110 to the rear electrode 151 is improved.

복수의 후면 버스바(152)는 후면 전극(151)이 위치하지 않는 기판(110)의 후면 위에 위치하며 인접한 후면 전극(151)의 부분과 연결되어 있다. A plurality of rear bus bars 152 are positioned on the rear surface of the substrate 110 where the rear electrodes 151 are not located and are connected to portions of the adjacent rear electrodes 151.

또한, 복수의 후면 버스바(152)는 기판(110)을 중심으로 복수의 전면 버스바(142)와 대응되게 마주본다.In addition, the plurality of rear bus bars 152 are opposed to the plurality of front bus bars 142 in correspondence with the substrate 110 as a center.

복수의 후면 버스바(152)는 복수의 전면 버스바(142)와 유사하게, 후면 전극(151)으로부터 전달되는 전하를 수집한다.A plurality of rear bus bars 152 collects charge transferred from the rear electrode 151, similar to a plurality of front bus bars 142.

복수의 후면 버스바(152) 역시 외부 장치와 연결되어, 복수의 후면 버스바(152)에 의해 수집된 전하(예, 정공)는 외부 장치로 출력된다. A plurality of rear bus bars 152 are also connected to external devices so that the charges (e.g., holes) collected by the plurality of rear bus bars 152 are output to an external device.

이러한 복수의 후면 버스바(152)는 후면 전극(151)보다 양호한 전도도를 갖는 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질을 함유한다.These plurality of rear bus bars 152 may be made of a material having a better conductivity than the back electrode 151 and contain at least one conductive material such as, for example, silver (Ag).

대안적인 예에서, 후면 전극(151)은 기판(110)의 후면 전체에 위치할 수 있고, 이 경우, 복수의 후면 버스바(152)는 기판(110)을 중심으로 복수의 전면 버스바(142)와 대응되게 마주보며 후면 전극(151) 위에 위치한다. 이때, 경우에 따라 후면 전극(151)은 기판(110)의 후면 전체 또는 후면 전체 가장 자리 부분을 제외한 실질적인 후면 전체 면에 위치할 수 있다. The backside electrode 151 may be located on the entire backside of the substrate 110 wherein a plurality of backside busbars 152 are mounted on the plurality of frontside bus bars 142 And is located on the rear electrode 151 in a corresponding manner. At this time, the rear electrode 151 may be positioned on the substantially entire rear surface of the substrate 110 except for the entire rear surface or the entire rear surface.

이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(1)의 동작은 다음과 같다.The operation of the solar cell 1 according to this embodiment having such a structure is as follows.

태양 전지(1)로 빛이 조사되어 제2 및 제1 반사 방지막(132, 131)을 통해 반도체부인 에미터부(121)와 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체부에서 전자-정공 쌍이 발생한다. 이때, 기판(110)의 텍스처링 표면과 제2 및 제1 반사 방지막(132, 131)에 의해 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 기판(110)으로 입사되는 빛의 양이 증가한다. When the light is irradiated to the solar cell 1 and is incident on the emitter portion 121 and the substrate 110 through the second and first antireflection films 132 and 131 and the substrate 110, Occurs. At this time, the reflection loss of light incident on the substrate 110 is reduced by the textured surface of the substrate 110 and the second and first anti-reflection films 132 and 131, so that the amount of light incident on the substrate 110 increases .

이들 전자-정공 쌍은 기판(110)과 에미터부(121)의 p-n 접합에 의해 서로 분리되어 전자와 정공은, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(121)과 p형의 도전성 타입을 갖는 기판(110)쪽으로 각각 이동한다. 이처럼, 에미터부(121)쪽으로 이동한 전자는 복수의 전면 전극(141)에 의해 수집되어 복수의 전면 버스바(142)를 따라 이동하고, 기판(110)쪽으로 이동한 정공은 인접한 후면 전극(151)에 의해 수집되어 복수의 후면 버스바(152)를 따라 이동한다. 이러한 전면 버스바(142)와 후면 버스바(152)를 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.These electron-hole pairs are separated from each other by the pn junction of the substrate 110 and the emitter section 121, and the electrons and the holes are separated from each other by, for example, an emitter section 121 having an n-type conductivity type and a p- Type substrate 110, respectively. Electrons migrated toward the emitter section 121 are collected by the plurality of front electrodes 141 and move along the plurality of front bus bars 142. Holes moved toward the substrate 110 pass through the adjacent rear electrodes 151 And moves along the plurality of rear bus bars 152. [0035] When the front bus bar 142 and the rear bus bar 152 are connected to each other by a wire, a current flows and is used as electric power from the outside.

다음, [표 1] 및 [표 2]를 참고로 하여, 제1 및 제2 반사 방지막(131, 132)의 굴절률 및 두께 변화에 따른 태양 전지 모듈의 효율 변화를 살펴본다.Next, with reference to [Table 1] and [Table 2], the efficiency change of the solar cell module according to the refractive index and thickness of the first and second anti-reflective films 131 and 132 will be examined.

[표 1]은 텍스처링 표면을 갖는 단결정 실리콘 기판 위에 선택적 에미터 구조를 형성한 후, 실리콘 질화물(SiNx:H)로 이루어진 단일 반사 방지막을 구비한 태양 전지 그리고 실리콘 질화물(SiNx:H)로 이루어진 제1 반사 방지막과 실리콘 산화물(SiOx:H)로 이루어진 제2 반사 방지막을 구비한 복수의 태양 전지에서, 반사 방지막들의 각 굴절률에 따라 두께를 변화시킬 때, 이들 태양 전지를 이용하여 제작된 태양 전지 모듈에서 측정된 효율 변수들, 예, 단락 전류(Jsc), 개방 전압(Voc), 필팩터(fill factor, FF) 및 효율(Effi)의 변화를 나타낸다. 이때, 제1 에미터 부분의 면저항값은 약 40Ω/sq. 내지 45Ω/sq.이고, 제2 에미터 부분의 면저항값은 약 85Ω/sq.이었다.[Table 1] shows a method of forming a selective emitter structure on a single crystal silicon substrate having a textured surface, a solar cell having a single antireflection film made of silicon nitride (SiNx: H), and a silicon nitride (SiNx: H) In a plurality of solar cells having a first antireflection film and a second antireflection film made of silicon oxide (SiOx: H), when the thickness is changed according to the refractive index of each antireflection film, a solar cell module (Jsc), open-circuit voltage (Voc), fill factor (FF), and efficiency (Effi). At this time, the sheet resistance value of the first emitter portion is about 40? / Sq. To 45 Ω / sq., And the sheet resistance value of the second emitter portion was about 85 Ω / sq.

Figure 112010057741920-pat00001
Figure 112010057741920-pat00001

[표 1]에 도시한 것처럼, 2.1의 굴절률과 82nm의 두께를 갖는 실리콘 질화물(SiNx:H)으로 이루어진 단일막 구조의 반사 방지부를 구비한 태양 전지 모듈보다 실리콘 질화물과 실리콘 산화물로 이루어진 이중막 구조의 반사 방지부를 구비한 태양 전지 모듈이 높은 효율 변수들값을 출력하였다. 이로 인해, 단일막 구조의 반사 방지부를 갖는 태양 전지 모듈 효율(Effi)은 17.62%이었지만, 이중막 구조의 반사 방지부를 갖는 태양 전지 모듈 효율은 17.62%보다 높은 값을 가졌다.As shown in Table 1, a double-layer film structure made of silicon nitride and silicon oxide is formed on the surface of a solar cell module having a reflection preventing portion having a single film structure made of silicon nitride (SiNx: H) having a refractive index of 2.1 and a thickness of 82 nm The solar cell module having the anti-reflection portion of the solar cell module outputs high efficiency parameters. As a result, the solar cell module efficiency (Effi) having the antireflection portion of the single-film structure was 17.62%, but the efficiency of the solar cell module having the antireflection portion having the double-film structure was higher than 17.62%.

또한, [표 1]에 기재된 이중막 구조의 반사 방지부 구조에서, 제1 반사 방지막의 굴절률이 2.5이고 제2 반사 방지막의 굴절률이 1.5일 때, 제1 반사 방지막의 두께는 65㎚ 내지 85㎚의 범위 내에서 그리고 제2 반사 방지막의 두께는 80㎚ 내지 100㎚의 범위 내에서 태양 전지 모듈은 약 17.75% 내지 17.79%의 효율을 출력하였다.When the refractive index of the first antireflection film is 2.5 and the refractive index of the second antireflection film is 1.5, the thickness of the first antireflection film is 65 nm to 85 nm And the thickness of the second antireflection film within the range of 80 nm to 100 nm, the solar cell module output efficiency of about 17.75% to 17.79%.

반면, 제1 반사 방지막의 굴절률이 2.5이고 제2 반사 방지막의 굴절률이 1.5일 경우, 제1 반사 방지막이 65㎚이고 제2 반사 방지막의 두께가 60㎚일 때 그리고 제1 반사 방지막의 두께가 105㎚이고 제2 반사 방지막의 두께가 120㎚ 내지 140㎚일 때, 태양 전지 모듈의 효율은 17.45% 내지 17.65%이었다. 따라서, 제1 및 제2 반사 방지부의 두께가 너무 얇거나 두꺼워도 태양 전지 모듈의 효율이 크게 감소함을 알 수 있었다. On the other hand, when the refractive index of the first antireflection film is 2.5 and the refractive index of the second antireflection film is 1.5, when the thickness of the first antireflection film is 65 nm and the thickness of the second antireflection film is 60 nm, Nm and the thickness of the second antireflection film was 120 nm to 140 nm, the efficiency of the solar cell module was 17.45% to 17.65%. Therefore, it was found that the efficiency of the solar cell module was greatly reduced even if the thicknesses of the first and second antireflection parts were too thin or too thick.

또한, [표 1]에서, 제1 반사 방지막의 굴절률이 2.1이고 제2 반사 방지막의 굴절률이 1.5일 때, 제1 반사 방지막의 두께는 65㎚ 내지 85㎚의 범위 내에서 그리고 제2 반사 방지막의 두께는 60㎚ 내지 100㎚의 범위 내에서 태양 전지 모듈은 약 17.74% 내지 17.81%의 효율을 출력하였다.In Table 1, when the refractive index of the first antireflection film is 2.1 and the refractive index of the second antireflection film is 1.5, the thickness of the first antireflection film is within the range of 65 nm to 85 nm, Within a range of thickness of 60 nm to 100 nm, the solar cell module output efficiency of about 17.74% to 17.81%.

[표 1]에서, 제1 반사 방지막의 굴절률이 2.2이고 제2 반사 방지막의 굴절률이 1.5일 때, 제1 반사 방지막의 두께는 75㎚이고 제2 반사 방지막의 두께가 100 ㎚ 일 경우 태양 전지 모듈은 약 17.75%의 효율을 출력하였다.In Table 1, when the refractive index of the first antireflection film is 2.2 and the refractive index of the second antireflection film is 1.5, when the thickness of the first antireflection film is 75 nm and the thickness of the second antireflection film is 100 nm, Showed an efficiency of about 17.75%.

반면, [표 1]에서, 제1 반사 방지막의 굴절률이 2.3이고 제2 반사 방지막의 굴절률이 1.5일 때, 제1 반사 방지막의 두께는 75㎚이고 제2 반사 방지막의 두께가 100㎚ 일 경우 태양 전지 모듈은 약 17.28%의 효율을 출력하였다.On the other hand, in Table 1, when the refractive index of the first antireflection film is 2.3 and the refractive index of the second antireflection film is 1.5, when the thickness of the first antireflection film is 75 nm and the thickness of the second antireflection film is 100 nm, The battery module showed an efficiency of about 17.28%.

이러한 [표 1]에 기초하고 제1 및 제2 반사 방지부의 굴절률과 두께의 여유도를 고려할 때, 약 17.7%대의 효율을 출력하는 태양 전지 모듈을 얻기 위해서는 제1 반사 방지막은 약 2.05 내지 2.15의 굴절률과 약 65㎚ 내지 95㎚의 두께를 갖고, 제2 반사 방지막은 약 1.5 내지 1.7의 굴절률과 약 80㎚ 내지 110㎚의 두께를 가질 수 있다.In order to obtain a solar cell module that outputs about 17.7% efficiency in consideration of the refractive index and the thickness tolerance of the first and second antireflection portions based on the above Table 1, the first antireflection film preferably has a thickness of about 2.05 to 2.15 Refractive index and a thickness of about 65 nm to 95 nm, and the second antireflection film may have a refractive index of about 1.5 to 1.7 and a thickness of about 80 nm to 110 nm.

반면, [표 2]은 실리콘 잉곳(ingot)에서 태양 전지용 기판을 제작하기 위한 슬라이싱(slicing) 공정 시 발생하는 손상 부분을 제거하는 공정(saw damage etching)이 행해진 다결정 실리콘 기판 위에 선택적 에미터 구조를 형성한 후, 실리콘 질화물(SiNx:H)로 이루어진 단일 반사 방지막을 구비한 태양 전지 그리고 실리콘 질화물(SiNx:H)로 이루어진 제1 반사 방지막 및 실리콘 산화물(SiOx:H)로 이루어진 제2 반사 방지막을 구비한 복수의 태양 전지에서, 반사 방지막들의 각 굴절률에 따라 두께를 변화시킬 때, 이들 태양 전지를 이용하여 제작된 태양 전지 모듈에서 측정된 효율 변수들[단락 전류(Jsc), 개방 전압(Voc), 필팩터(fill factor, FF) 및 효율(Effi)]의 변화를 나타낸다. 이때, 제1 에미터 부분의 면저항값은 약 40Ω/sq. 내지 55Ω/sq.이고, 제2 에미터 부분의 면저항값은 약 90Ω/sq.이었다.On the other hand, [Table 2] shows a selective emitter structure on a polycrystalline silicon substrate on which a saw damage etching process is performed to remove a damaged portion generated in a slicing process for manufacturing a solar cell substrate in a silicon ingot A solar cell having a single antireflection film made of silicon nitride (SiNx: H), a first antireflection film made of silicon nitride (SiNx: H), and a second antireflection film made of silicon oxide (SiOx: H) (Short-circuit current (Jsc), open-circuit voltage (Voc)) measured in a solar cell module manufactured using these solar cells when the thickness is changed in accordance with the refractive index of each of the anti- , Fill factor (FF) and efficiency (Effi)]. At this time, the sheet resistance value of the first emitter portion is about 40? / Sq. And the sheet resistance value of the second emitter portion was about 90? / Sq.

Figure 112010057741920-pat00002
Figure 112010057741920-pat00002

[표 2]를 살펴보면, 제1 및 제2 반사 방지막의 두께 변화에 따라 효율 변수들의 값 변화폭이 크게 증가하였고, 다결정 실리콘 기판을 갖는 태양 전지 모듈의 효율은 약 13.4% 내지 16.26%로서, [표 1]에 도시한 다결정 실리콘 기판일 경우 모듈의 효율(Effi) 변화폭(약 17.28% 내지 17.79%)보다 훨씬 넓고 낮은 값을 갖고 있음을 알 수 있었다.The efficiency of the solar cell module with the polycrystalline silicon substrate was about 13.4% to 16.26%, and the efficiency of the solar cell module with the polycrystalline silicon substrate was about 16.4%. [Table 2] (17.28% to 17.79%) of the module efficiency (Effi) in the case of the polycrystalline silicon substrate shown in FIG. 1 [1].

다음, 도 3은 [표 1]에 도시한 예들 중에서 일부 예에 따른 제1 반사 방지부와 제2 반사 방지부를 이용할 경우, 태양 전지의 반사도(reflectance)를 도시한 그래프이다.Next, FIG. 3 is a graph showing the reflectance of the solar cell when the first and second antireflection units according to some examples among the examples shown in [Table 1] are used.

도 3에서, 제1 그래프(A1)는 2.1의 굴절률과 82㎚의 두께를 실리콘 질화물로 이루어진 단일막 구조의 반사 방지부일 때의 반사도이고, 제2 그래프(A2)는 2.05의 굴절률과 85㎚의 두께를 실리콘 질화물과 1.5의 굴절률과 100nm의 두께를 갖는 실리콘 산화물로 각각 이루어진 제1 및 제2 반사 방지막일 때의 반사도이다. 또한, 제3 그래프(A3)는 2.1의 굴절률과 65㎚의 두께를 실리콘 질화물과 1.5의 굴절률과 80nm의 두께를 갖는 실리콘 산화물로 각각 이루어진 제1 및 제2 반사 방지막일 때의 반사도이며, 제4 그래프(A4)는 2.2의 굴절률과 75㎚의 두께를 실리콘 질화물과 1.5의 굴절률과 100nm의 두께를 갖는 실리콘 산화물로 각각 이루어진 제1 및 제2 반사 방지막일 때의 반사도이다.3, the first graph A1 is the reflectance when the refractive index of 2.1 and the thickness of 82 nm are the antireflective portions of the single-film structure made of silicon nitride, the second graph A2 shows the refractive index of 2.05, Antireflection film made of silicon nitride and silicon oxide having a refractive index of 1.5 and a thickness of 100 nm, respectively. The third graph (A3) is the reflectance of the first and second antireflection films made of silicon nitride, silicon oxide having a refractive index of 1.5 and silicon oxide having a thickness of 80 nm, and a refractive index of 2.1 and a thickness of 65 nm, The graph A4 is the reflectance when the first and second antireflection films are made of silicon nitride, a refractive index of 1.5 and silicon oxide having a thickness of 100 nm, respectively, with a refractive index of 2.2 and a thickness of 75 nm.

도 3의 그래프에 기초하면, 단일막 구조를 갖는 반사 방지부의 경우보다 이중막 구조를 갖는 반사 방지부일 경우, 빛의 반사도가 낮음을 알 수 있고, 특히 2.05 내지 2.15의 굴절률과 약 65㎚ 내지 95㎚의 두께를 갖는 제1 반사 방지막과 1.5 내지 1.7의 굴절률과 약 80㎚ 내지 110㎚의 두께를 갖는 제2 반사 방지막을 구비할 경우, 약 450㎚ 이하의 파장을 갖는 단파장대의 빛에 대한 반사도가 크게 감소함을 알 수 있었다. 이로 인해, 본 실시예에 따른 태양 전지는 장파장 대역의 빛뿐만 아니라 단파장 대역의 빛도 외부로 반사되지 않고 기판 쪽으로 입사되므로, 기판 쪽으로 입사되는 빛의 양이 증가함을 알 수 있다. Based on the graph of FIG. 3, it can be seen that, in the case of the antireflection portion having a double-layer structure, the reflectivity of light is lower than that of the antireflection portion having a single film structure, and in particular, a refractive index of 2.05 to 2.15, Reflection film having a refractive index of 1.5 to 1.7 and a thickness of about 80 to 110 nm, the reflectance of the short-wavelength band having a wavelength of about 450 nm or less Respectively. Accordingly, it can be seen that the solar cell according to this embodiment not only reflects light of a long wavelength band but also a light of a short wavelength band, but is incident on the substrate without being reflected to the outside, so that the amount of light incident to the substrate increases.

또한, 도 4는 도 3에 도시한 네 가지 경우에 대한 내부 양자 효율(IQE, internal quantum efficiency)을 그래프로 도시한 도면이다. FIG. 4 is a graph showing internal quantum efficiency (IQE) for the four cases shown in FIG.

도 4에 도시한 것처럼, 단일만 구조의 반사 방지부를 갖는 경우(B1)보다 이중 반사 방지막을 갖는 경우(B2, B2)가 내부 양자 효율이 증가함을 알 수 있었다.As shown in FIG. 4, it is found that the internal quantum efficiency is increased by the case (B2, B2) having the double antireflection film than the case (B1) having the antireflection portion of the single structure.

이때, 도 3에 도시한 그래프를 기초할 경우, 2.2의 굴절률을 갖고 75㎚의 두께를 갖는 제1 반사 방지막과 1.5의 굴절률을 갖고 100㎚의 두께를 갖는 제2 반사 방지막의 경우(A4)의 단파장대 빛의 반사도가 크게 감소하였으나, 같은 조건의 경우(B4), 도 4에 도시한 내부 양자 효율은 크게 감소함을 알 수 있었다. 이러한 내부 양자 효율 감소는 제1 반사 방지막의 굴절률이 본 실시예의 범위인 2.15를 넘어선 높은 굴절률(2.2)을 갖고 있으므로, 실리콘 질화막(SiNx:H)인 제1 반사 방지막에서 흡수되는 빛의 양이 증가함에 따라 발생한 것으로 추측되었다.3, in the case of the first antireflection film having a refractive index of 2.2 and the thickness of 75 nm and the second antireflection film having a refractive index of 1.5 and a thickness of 100 nm (A4) The reflectance of the short wavelength band was greatly decreased, but in the case of the same condition (B4), the internal quantum efficiency shown in FIG. 4 was greatly reduced. Since the refractive index of the first antireflection film has a high refractive index (2.2) exceeding 2.15, which is the range of the present embodiment, the amount of light absorbed in the first antireflection film as the silicon nitride film (SiNx: H) It was presumed that this was caused by

따라서, [표 1] 및 [표 2]에 도시한 굴절률과 두께에 따른 태양 전지의 효율 변수의 변화와 도 3 및 도 4에 도시한 태양 전지 모듈의 반사도 변화 및 내부 양자 효율 그래프를 참고로 하면, 약 17.7%대 이상의 높은 효율을 얻기 위한 제1 반사 방지부는 2.05 내지 2.15의 굴절률을 갖고 약 65㎚ 내지 95㎚의 두께를 가지고, 제 제2 반사 방지부(132)는 1.5 내지 1.7의 굴절률을 갖고 약 80㎚ 내지 110㎚의 두께를 가져야 함을 알 수 있다. Therefore, with reference to the change of the efficiency parameter of the solar cell according to the refractive index and the thickness shown in [Table 1] and [Table 2], and the change in reflectivity of the solar cell module and the internal quantum efficiency graph shown in FIGS. , The first antireflection portion for obtaining a high efficiency of about 17.7% or more has a refractive index of 2.05 to 2.15 and a thickness of about 65 nm to 95 nm, and the second antireflection portion 132 has a refractive index of 1.5 to 1.7 And should have a thickness of about 80 nm to 110 nm.

이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 설정된 제1 및 제2 반사 방지막(131, 132)의 굴절률 범위와 두께 범위로 인해, 단파장 대역의 빛의 반사도가 크게 감소하므로, 기판 쪽으로 입사되는 빛의 양이 증가하고, 또한 선택적 에미터 구조에 의한 전하의 재결합율 감소와 패시베이션 효율 상승으로 인해 전하 손실량이 크게 줄었으며, 제1 반사 방지막(132) 자체에서의 빛 흡수량이 감소하였으므로, 태양 전지(1)의 효율은 크게 감소한다.According to the embodiment of the present invention, the reflectance of light in a short wavelength band is greatly reduced due to the refractive index range and the thickness range of the first and second anti-reflection films 131 and 132, so that the amount of light The amount of charge loss in the first antireflection film 132 itself is reduced, and the amount of light absorption in the first antireflection film 132 itself is reduced. The efficiency is greatly reduced.

이미 설명한 것처럼, 이러한 복수의 태양 전지들(1)은 직렬 또는 병렬로 연결되어 태양 전지 모듈로 제작된다.As described above, the plurality of solar cells 1 are connected in series or in parallel and are made of a solar cell module.

다음 도 5를 참고로 하여 본 실시예에 따른 태양 전지 모듈(100)에 대하여 설명한다. The solar cell module 100 according to the present embodiment will now be described with reference to FIG.

전지 모듈(100)은 복수의 태양전지(1), 복수의 태양 전지(1)를 보호하는 보호막(20a, 20b), 태양 전지(1)의 수광면 쪽에 위치한 보호막(이하, '상부 보호막'이라 함)(20a) 위에 위치하는 투명 부재(40), 빛이 입사되지 않는 수광면의 반대 쪽에 위치한 보호막(이하, '하부 보호막'이라 함)(20b)의 하부에 배치된 후면 시트(back sheet)(50), 그리고 이들 구성요소를 수납하는 프레임(60)을 구비한다.The battery module 100 includes a plurality of solar cells 1, protective films 20a and 20b for protecting the plurality of solar cells 1, a protective film (hereinafter referred to as a top protective film) A back sheet disposed on the lower side of a protective film (hereinafter referred to as a 'lower protective film') 20b located on the opposite side of the light receiving surface where no light is incident, (50), and a frame (60) for housing these components.

후면 시트(50)는 태양 전지 모듈(10)의 후면에서 습기가 침투하는 것을 방지하여 태양 전지(1)를 외부 환경으로부터 보호한다. 이러한 후면 시트(50)는 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층, 절연 특성을 갖는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.The back sheet 50 protects the solar cell 1 from the external environment by preventing the penetration of moisture from the back surface of the solar cell module 10. Such a backsheet 50 may have a multi-layer structure such as a layer preventing moisture and oxygen penetration, a layer preventing chemical corrosion, and a layer having insulating properties.

상부 및 하부 보호막(20a, 20b)은 습기 침투로 인한 금속의 부식 등을 방지하고 태양 전지 모듈(10)을 충격으로부터 보호하는 보호 부재이다. 이러한 상부 및 하부 보호막(20a, 20b)은 태양 전지(1)의 상부 및 하부에 각각 배치된 상태에서 라미네이션 공정(lamination process) 시에 태양 전지(1)와 일체화된다. 이러한 보호막(20a, 20b)은 규소 수지(silicon resin)로 이루어져 있다.The upper and lower protective films 20a and 20b are protective members for preventing corrosion of the metal due to moisture penetration and protecting the solar cell module 10 from impact. The upper and lower protective films 20a and 20b are integrated with the solar cell 1 in a lamination process in a state where the upper and lower protective films 20a and 20b are disposed on the upper and lower sides of the solar cell 1, respectively. These protective films 20a and 20b are made of silicon resin.

상부 보호막(20a) 위에 위치하는 투명 부재(40)는 투과율이 높고 파손을 방지하기 위해 강화 유리 등으로 이루어져 있다. 이때, 강화 유리는 철 성분 함량이 낮은 저철분 강화 유리(low iron tempered glass)일 수 있다. 이러한 투명 부재(40)는 빛의 산란 효과를 높이기 위해서 내측면은 엠보싱(embossing)처리가 행해질 수 있다.The transparent member 40 located on the upper protective film 20a has a high transmittance and is made of tempered glass or the like to prevent breakage. At this time, the tempered glass may be a low iron tempered glass having a low iron content. In this transparent member 40, an embossing process can be performed on the inner side in order to enhance the light scattering effect.

복수의 태양 전지(1)는 행렬 구조로 배열되어 있고, 각 태양 전지(1)는 복수의 연결부(70)에 의해 직렬로 연결되어 있다. 도 5에서, 복수의 태양 전지(1)는 4×4 행렬 구조를 가지고 있지만, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 행과 열 방향으로 각각 배치되는 태양 전지(1)의 개수는 조절 가능하다.A plurality of solar cells 1 are arranged in a matrix structure, and each solar cell 1 is connected in series by a plurality of connecting portions 70. In Fig. 5, the plurality of solar cells 1 have a 4x4 matrix structure, but the number is not limited to this, and the number of solar cells 1 arranged in the row and column directions may be adjusted as necessary.

프레임(60)은 일체화된 부품(50, 20b, 1, 20a, 40)을 수납한다. 프레임(60)은 절연 물질로 코팅되어 있는 알루미늄 등과 같이 외부 환경으로 인한 부식과 변형 등이 발생하지 않는 물질로 이루어지고, 배수, 설치 및 시공이 용이한 구조를 갖고 있다.The frame 60 accommodates the integrated parts 50, 20b, 1, 20a, 40. The frame 60 is made of a material such as aluminum coated with an insulating material that does not cause corrosion and deformation due to the external environment, and has a structure that allows easy drainage, installation, and construction.

이러한 태양 전지 모듈(10)은 태양 전지(1)들을 테스트하는 단계, 테스트가 완료된 복수의 태양 전지(1)들을 복수의 연결부(70)로 전기적으로 연결하는 단계, 모듈화하기 위한 부품들을 순차적으로, 예컨대 하부로부터 후면 시트(50), 하부 보호막(20b), 태양 전지(1), 상부 보호막(20a) 및 투명 부재(40)의 순서로 배치하는 단계, 진공 상태에서 라미네이션 공정을 실시하여 이들 부품들을 일체화하는 단계, 에지 트리밍(edge trimming) 단계 및 모듈 테스트를 실시하는 단계 등의 공정 순서에 따라 제조된다.The solar cell module 10 includes a step of testing solar cells 1, a step of electrically connecting a plurality of tested solar cells 1 to a plurality of connection parts 70, For example, a step of disposing the back sheet 50, the lower protective film 20b, the solar cell 1, the upper protective film 20a and the transparent member 40 from the bottom in this order and a lamination process in vacuum, Such as integrating, edge trimming, and performing a module test.

이러한 공정을 통해 태양 전지 모듈(10)을 제작할 때, 라미네이션 공정에 의해 보호막(20a, 20b)가 하나로 보호 부재되어, 복수의 태양 전지(1)들은 보호 부재, 즉, 실리콘 수지로 에워싸여져 외부로부터의 충격이나 수분 등으로 보호된다. When the solar cell module 10 is manufactured through such a process, the protective films 20a and 20b are protected by a lamination process so that the plurality of solar cells 1 are surrounded by a protective member, that is, a silicone resin, And is protected by impact or moisture.

따라서 복수의 태양 전지(1)가 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)보다 빛을 덜 흡수하는 실리콘 수지로 에워싸여져 있으므로, 상부 및 하부 보호막(20a, 20b)이 EVA로 이루어져 복수의 태양 전지(1)가 EVA로 에워싸여져 있을 경우보다 복수의 태양 전지(1)로 입사되는 빛의 양이 증가한다.Therefore, since the plurality of solar cells 1 are surrounded by the silicone resin that absorbs less light than ethylene vinyl acetate (EVA), the upper and lower protective films 20a and 20b are made of EVA, 1) is surrounded by the EVA, the amount of light incident on the plurality of solar cells 1 increases.

다음, 도 6를 참고로 하여 빛의 파장에 따른 실리콘 수지와 EVA의 빛 흡수 계수(absorption coefficient, cm-1)를 살펴본다. Next, referring to FIG. 6, the absorption coefficient (cm -1 ) of the silicone resin and EVA according to the wavelength of light is examined.

도 6에 도시한 그래프에서, "A" 그래프는 빛의 파장대에 따른 EVA의 빛의 흡수 계수의 변화를 도시한 그래프이고, In the graph shown in Fig. 6, the graph "A" is a graph showing a change in the absorption coefficient of light of EVA according to the wavelength range of light,

"B"는 빛의 파장대에 따른 실리콘 수지의 빛의 흡수 계수의 변화를 도시한 그래프이다. And "B" is a graph showing a change in the absorption coefficient of light of the silicone resin according to the wavelength band of light.

실험에 사용된 EVA는 일반적으로 사용되는 제품이고, 그래프 "B"에 사용된실리콘 수지는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)이다. EVA와 실리콘 수지에 대한 빛의 흡수 계수에 대한 보다 자세한 내용은 [K.R. McIntosh, J.N. Cotsell, J.S. Cumpston, A.W. Norris, N.E. Powell and B.M. Ketola, "Optical modeling results comparing silicone and EVA photovoltaic encapsulants", 34th IEEE PVSC (Photovoltaic Specialists Conference), Philadelphia, June 2009]의 문헌에 기재되어 있고, 이 문헌에 기재된 내용은 본 발명의 일부를 구성합니다.The EVA used in the experiment is a commonly used product, and the silicone resin used in graph "B" is polydimethylsiloxane (PDMS). For more information on the absorption coefficient of light for EVA and silicone resins, see [K.R. McIntosh, J.N. Cotsell, J.S. Cumpston, A.W. Norris, N.E. Powell and B.M. Ketola, " Optical modeling results for the evaluation of silicone and EVA photovoltaic encapsulants ", 34th IEEE PVSC (Photovoltaic Specialists Conference), Philadelphia, June 2009, the contents of which are incorporated herein by reference.

도 6에 도시한 것처럼, EVA의 빛 흡수 계수는 PDMS보다 높고, 이로 인해, EVA에서의 빛 흡수율이 실리콘 수지보다 높다는 것을 알 수 있었다. 특히, 약 700nm이하의 파장대에서 실리콘 수지의 빛 흡수율이 크게 감소한다.As shown in Fig. 6, the light absorption coefficient of EVA was higher than that of PDMS, and as a result, it was found that the light absorption rate in EVA was higher than that of silicone resin. In particular, the light absorption rate of the silicone resin is greatly reduced at a wavelength range of about 700 nm or less.

따라서, 보호막(90a, 90b)으로 EVA를 이용할 때보다 실리콘 수지를 이용할 경우, 복수의 태양 전지(11)를 보호하고 있는 실리콘 수지(보호막(90a, 90b)에서 흡수되는 빛의 양이 감소하므로, 결과적으로 태양 전지(110)의 내부로 입사되는 빛의 양이 증가하여, 태양 전지 모듈(100)의 출력 효율이 향상된다.Therefore, when the silicone resin is used as compared with the case of using EVA as the protective films 90a and 90b, the amount of light absorbed by the silicon resin (protective films 90a and 90b) protecting the plurality of solar cells 11 is reduced, As a result, the amount of light incident into the solar cell 110 increases, and the output efficiency of the solar cell module 100 is improved.

특히, 이미 설명한 것처럼, 본 실시예에 따르면, 제1 및 제2 반사 방지막(131, 132)에 의해 약 450nm 이하의 단파장대에서 빛의 반사도 감소뿐만 아니라 실리콘 수지의 보호막(90a, 90b)에 의한 빛의 흡수율 감소도 함께 실현되므로, 태양 전지 모듈(100)의 출력 효율이 특히 단파장대에서 크게 향상된다.Particularly, as described above, according to the present embodiment, not only the reflection of light is reduced by the first and second antireflection films 131 and 132 in a short wavelength band of about 450 nm or less but also by the protective films 90a and 90b of silicon resin The light absorption rate is also reduced, so that the output efficiency of the solar cell module 100 is greatly improved particularly in the short wavelength band.

이미 설명한 것처럼, 본 실시예에서, 실리콘 수지의 굴절률은 약 1.45이다.As described above, in this embodiment, the refractive index of the silicone resin is about 1.45.

따라서, 태양 전지 모듈(100) 외부의 공기(air)에서부터 실리콘 수지인 보호막(90a)을 통과해 각 태양 전지(11)의 반사 방지부(130)를 거쳐 기판(110) 내부로 빛이 입사될 때, 공기에서부터의 기판(110)까지의 굴절률 변화가 순차적으로 변하다. 이로 인해, 태양 전지 모듈(100) 내부로 입사된 빛의 반사율이 감소하여 복수의 태양 전지(11) 내부로 입사되는 빛의 양은 더욱더 증가한다. 따라서 태양 전지 모듈의 효율은 더욱더 향상된다.Therefore, light passes through the protective film 90a, which is a silicone resin, from the air outside the solar cell module 100, and light is incident into the substrate 110 through the anti-reflection portion 130 of each solar cell 11 The change in the refractive index from the air to the substrate 110 sequentially changes. As a result, the reflectance of light incident into the solar cell module 100 decreases, and the amount of light incident into the plurality of solar cells 11 further increases. Therefore, the efficiency of the solar cell module is further improved.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

1: 태양 전지 20a, 20b: 보호막
40: 투명 부재 50: 후면 시트
110: 기판 121: 에미터부
130: 반사 방지부 131, 132: 반사 방지막
140: 전면 전극부 141: 전면 전극
142: 전면 버스바 150: 후면 전극부
151: 후면 전극 152: 후면 버스바
171: 후면 전계부 1211, 1212: 에미터 부분1: solar cells 20a, 20b: protective film
40: transparent member 50: rear sheet
110: substrate 121: emitter portion
130: antireflection part 131, 132: antireflection film
140: front electrode part 141: front electrode
142: front bus bar 150: rear electrode section
151: Rear electrode 152: Rear bus bar
171: rear electric field part 1211, 1212: emitter part

Claims (10)

기판과 상기 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부와, 상기 에미터부 위에 위치하는 반사 방지부와, 상기 에미터부와 연결되는 전극부를 구비한 복수의 태양 전지,
상기 복수의 태양 전지를 에워싸고 있고, 실리콘 수지로 이루어진 보호 부재, 그리고
상기 보호 부재 상부에 위치하는 투명 부재
를 포함하고,
상기 기판은 단결정 실리콘 기판이고,
상기 반사 방지부는 상기 에미터부 위에 위치하고 실리콘 질화물로 이루어지며 2.05 내지 2.15의 굴절률 및 65㎚ 내지 95㎚의 두께를 갖는 제1 반사 방지막 그리고 상기 제1 반사 방지막 위에 위치하고 실리콘 산화물로 이루어지며 1.5 내지 1.7의 굴절률 및 80㎚ 내지 110㎚의 두께를 갖는 제2 반사 방지막을 포함하고,
상기 보호 부재의 굴절률이 상기 제2 반사 방지막의 굴절률보다 작아 상기 제1 반사 방지막, 상기 제2 반사 방지막 및 상기 보호 부재로 가면서 순차적으로 굴절률이 작아지고,
상기 에미터부는 상기 전극부에 연결된 제1 에미터 부분과 상기 반사 방지부에 연결된 제2 에미터 부분을 포함하고,
상기 제1 에미터 부분 및 상기 제2 에미터 부분의 전면에 각기 텍스쳐링 표면이 형성되는 태양 전지 모듈.A plurality of solar cells having an emitter portion forming a pn junction with the substrate and the substrate, an antireflection portion located above the emitter portion, and an electrode portion connected to the emitter portion,
A protective member surrounding the plurality of solar cells and made of a silicone resin, and
And a transparent member
Lt; / RTI >
Wherein the substrate is a single crystal silicon substrate,
Wherein the antireflective portion is formed of silicon nitride and has a refractive index of 2.05 to 2.15 and a thickness of 65 nm to 95 nm and is disposed on the emitter portion and is disposed on the first antireflection film and is made of silicon oxide and has a refractive index of 1.5 to 1.7 And a second antireflection film having a refractive index and a thickness of 80 nm to 110 nm,
The refractive index of the protective member is smaller than the refractive index of the second antireflection film, the refractive index gradually decreases sequentially to the first antireflection film, the second antireflection film, and the protective member,
Wherein the emitter section includes a first emitter section connected to the electrode section and a second emitter section connected to the antireflection section,
And a texturing surface is formed on the front surface of the first emitter portion and the second emitter portion, respectively. 삭제delete 제1항에서,
상기 제1 에미터 부분과 상기 제2 에미터 부분은 불순물 도핑 두께가 서로 상이한 태양 전지 모듈.The method of claim 1,
Wherein the first emitter portion and the second emitter portion have different impurity doping thicknesses from each other. 삭제delete 제3항에서,
상기 제1 에미터 부분의 불순물 도핑 두께는 상기 제2 에미터 부분의 불순물 도핑 두께보다 큰 태양 전지 모듈.4. The method of claim 3,
Wherein an impurity doping thickness of the first emitter portion is larger than an impurity doping thickness of the second emitter portion. 제1항에서,
상기 제1 에미터 부분의 면저항값은 상기 제2 에미터 부분의 면저항값보다 작은 태양 전지 모듈.The method of claim 1,
Wherein a sheet resistance value of the first emitter portion is smaller than a sheet resistance value of the second emitter portion. 제1항에서,
상기 기판의 표면에서부터 상기 제1 에미터 부분과 상기 기판과의 p-n 접합면까지의 최단 거리는 상기 기판의 표면에서부터 상기 제2 에미터 부분과 상기 기판과의 p-n 접합면까지의 최단 거리보다 긴 태양 전지 모듈. The method of claim 1,
Wherein the shortest distance from the surface of the substrate to the pn junction surface of the first emitter portion and the substrate is longer than the shortest distance from the surface of the substrate to the pn junction surface of the second emitter portion and the substrate, module. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020100086932A 2010-09-06 2010-09-06 Solar cell module KR101733055B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100086932A KR101733055B1 (en) 2010-09-06 2010-09-06 Solar cell module
US13/034,527 US20120055538A1 (en) 2010-09-06 2011-02-24 Solar cell module
EP11001871.0A EP2426722A3 (en) 2010-09-06 2011-03-07 Solar cell module
CN201110082362.6A CN102386265B (en) 2010-09-06 2011-04-01 Solar cell module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100086932A KR101733055B1 (en) 2010-09-06 2010-09-06 Solar cell module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120024179A KR20120024179A (en) 2012-03-14
KR101733055B1 true KR101733055B1 (en) 2017-05-24

Family

ID=44906498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100086932A KR101733055B1 (en) 2010-09-06 2010-09-06 Solar cell module

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120055538A1 (en)
EP (1) EP2426722A3 (en)
KR (1) KR101733055B1 (en)
CN (1) CN102386265B (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101860919B1 (en) 2011-12-16 2018-06-29 엘지전자 주식회사 Solar cell and method for manufacturing the same
KR20130096822A (en) * 2012-02-23 2013-09-02 엘지전자 주식회사 Solar cell and method for manufacturing the same
KR101918737B1 (en) * 2012-03-19 2019-02-08 엘지전자 주식회사 Solar cell
JP2014022428A (en) * 2012-07-13 2014-02-03 Sharp Corp Solar cell and solar cell module
CN102916057B (en) * 2012-10-31 2015-10-28 湖南红太阳光电科技有限公司 A kind of crystal silicon solar batteries graded index antireflective film and preparation method thereof
EP4092764A1 (en) 2013-04-03 2022-11-23 Lg Electronics Inc. Solar cell
CN112201701B (en) * 2020-09-30 2024-05-03 浙江晶科能源有限公司 Solar cell and photovoltaic module
CN117936600A (en) * 2022-06-28 2024-04-26 浙江晶科能源有限公司 Solar cell and photovoltaic module

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2938634B2 (en) * 1991-10-08 1999-08-23 キヤノン株式会社 Solar cell module
JPH0690014A (en) * 1992-07-22 1994-03-29 Mitsubishi Electric Corp Thin solar cell and its production, etching method and automatic etching device, and production of semiconductor device
US5871591A (en) * 1996-11-01 1999-02-16 Sandia Corporation Silicon solar cells made by a self-aligned, selective-emitter, plasma-etchback process
EP0851511A1 (en) * 1996-12-24 1998-07-01 IMEC vzw Semiconductor device with two selectively diffused regions
US6552414B1 (en) * 1996-12-24 2003-04-22 Imec Vzw Semiconductor device with selectively diffused regions
JP3436858B2 (en) * 1997-02-27 2003-08-18 シャープ株式会社 Manufacturing method of thin film solar cell
JP2004193350A (en) * 2002-12-11 2004-07-08 Sharp Corp Solar battery cell and its manufacturing method
JP2005150614A (en) * 2003-11-19 2005-06-09 Sharp Corp Solar battery, and manufacturing method thereof
US20050224108A1 (en) * 2004-04-13 2005-10-13 Cheung Osbert H Enhanced photovoltaic module
TWI403761B (en) * 2005-02-15 2013-08-01 Fujifilm Corp Process of producing light transmittancy electroconductibility film
JP4856079B2 (en) * 2005-09-02 2012-01-18 京セラ株式会社 PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND PHOTOVOLTAIC GENERATION DEVICE
US20070113881A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-24 Guardian Industries Corp. Method of making solar cell with antireflective coating using combustion chemical vapor deposition (CCVD) and corresponding product
JP2007311707A (en) * 2006-05-22 2007-11-29 Ushio Inc Ultraviolet ray emitting element package
US7800040B2 (en) * 2006-09-21 2010-09-21 California Institute Of Technology Method for growing a back surface contact on an imaging detector used in conjunction with back illumination
US20080092944A1 (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Leonid Rubin Semiconductor structure and process for forming ohmic connections to a semiconductor structure
US20080105293A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Guardian Industries Corp. Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same
US20100018565A1 (en) * 2007-01-25 2010-01-28 Yasushi Funakoshi Solar cell, solar cell array and solar cell module, and method of fabricating solar cell array
KR20090007063A (en) * 2007-07-13 2009-01-16 삼성에스디아이 주식회사 Solar cell and preparing method thereof
KR100974221B1 (en) * 2008-04-17 2010-08-06 엘지전자 주식회사 Method for forming selective emitter of solar cell using laser annealing and Method for manufacturing solar cell using the same
KR20090121629A (en) * 2008-05-22 2009-11-26 삼성전자주식회사 Solar cell and solar cell module using the same
WO2010091466A1 (en) * 2009-02-11 2010-08-19 Newsouth Innovations Pty Limited Photovoltaic device structure and method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Keith R. McIntosh et al., "An Optical Comparison of Silicone and EVA Encapsulants for Conventional Silicon PV Modules: A Ray-Tracing Study", 34th IEEE PVSC 2009, pp.544-549*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120024179A (en) 2012-03-14
EP2426722A2 (en) 2012-03-07
US20120055538A1 (en) 2012-03-08
CN102386265B (en) 2015-03-04
EP2426722A3 (en) 2017-06-14
CN102386265A (en) 2012-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101733055B1 (en) Solar cell module
US9947822B2 (en) Bifacial photovoltaic module using heterojunction solar cells
US10680122B2 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
EP3457443B1 (en) Solar cell and solar cell module
EP2219222B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
US20140099747A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR101387718B1 (en) Solar cell and method for manufactruing the same
KR101579320B1 (en) Solar cell
KR101867855B1 (en) Solar cell
US20110155210A1 (en) Solar cell module
US10522705B2 (en) Solar cell and solar cell module
KR100997111B1 (en) Solar cell
US20100243026A1 (en) Solar cell module and solar cell
US9997647B2 (en) Solar cells and manufacturing method thereof
KR101166361B1 (en) Solar cell
KR20120032238A (en) Bifacial solar cell module
KR101180813B1 (en) Solar cell
KR101621980B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
KR101155890B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
KR101909143B1 (en) Bifacial solar cell
KR101579321B1 (en) Method for manufacturing solar cell
KR101642159B1 (en) Solar cell and solar cell module
KR101757887B1 (en) Solar cell
KR20130080662A (en) Solar cell module
KR20150061987A (en) Solar cell and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant